Zadanie 1

Wykorzystanie innowacyjnych i wysokowydajnych technik analiz genomu do charakterystyki, ochrony bioróżnorodności oraz identyfikacji podłoża genetycznego istotnych cech funkcjonalnych i produkcyjnych ras zachowawczych

Zadania badawcze

Kierownik zadania:

dr inż. Artur Gurgul

Najnowsze, wysokowydajne techniki z dziedziny genetyki molekularnej i populacyjnej pozwalają z dotychczas niespotykaną dokładnością badać strukturę genetyczną populacji oraz identyfikować loci kształtujących fenotyp polimorfizmów. Umożliwiają one wszechstronny i szczegółowy wgląd w strukturę genomów badanych ras i pozwalają na identyfikację unikalnych wariantów genów na poziomie molekularnym oraz ochronę zmienności genetycznej. Dostarczają także cennych informacji i narzędzi wspomagających zarządzenie stadami oraz umożliwiają najlepszy możliwy dobór zwierząt do kojarzeń prowadzący do maksymalizacji zmienności genetycznej w populacji.

W celu identyfikacji i ochrony źródeł zmienności genetycznej na poziomie genomu, w ramach zadania podejmiemy się więc następujących zagadnień badawczych prowadzonych w oparciu o najnowsze techniki molekularne (mikromacierze SNP, masowe sekwencjonowanie) oraz zaawansowane techniki obliczeniowe i stanowiące integralne części zadania 1:
  • Charakterystyka struktury genetycznej polskich ras zachowawczych bydła, owiec, świń i koni w oparciu o mikromacierze SNP.
  • Identyfikacja molekularnego podłoża wybranych cech produkcyjnych i funkcjonalnych z wykorzystaniem wysokowydajnych technik analiz genomu bydła.
  • Analiza genetycznego podłoża istotnych cech produkcyjnych świń na poziomie transkryptomu.
  • Analiza genów markerowych warunkujących wysoką plenność u owiec.
  • Charakterystyka parametrów genetycznych cech produkcyjnych i funkcjonalnych populacji ras rodzimych objętych programami ochrony zasobów.

Efekty i kamienie milowe

  • Opracowanie narzędzi do oceny zmienności genetycznej w obrębie populacji
  • Charakterystyka zmienności genetycznej wewnątrz i pomiędzy rodzimymi populacjami (określenie struktury genetycznej).
  • Oszacowanie poziomu inbredu genomowego w populacjach rodzimych ras.
  • Oszacowanie efektywnej wielkości populacji badanych ras.
  • Ocena trendów i zagrożeń w realizacji programów ochrony zasobów genetycznych związanych z utratą zmienności genetycznej i inbredem
  • Rozpoznanie i ochrona wariantów genów odpowiadających za kształtowanie pożądanych cech fenotypowych
  • Oszacowanie parametrów genetycznych cech produkcyjnych i funkcjonalnych dla opracowania nowych indeksów selekcyjnych dostosowanych do potrzeb stad produkcyjnych bazujących na rasach zachowawczych
  • Optymalizacji doboru zwierząt do kojarzeń na podstawie analizy inbredu genomowego z wykorzystaniem opracowanych narzędzi bioinformatycznych
  • Ustalenie wzorców molekularnych poszczególnych ras
  • Dostarczenie narzędzi molekularnych do selekcji owiec pod kątem zwiększonej plenności
  • Preselekcja dawców materiału biologicznego do banku genów

Publikacje

Prace oryginalne

  • Magdalena Szyndler-Nędza, Robert Eckert, Mirosław Tyra, Grzegorz Żak, Karolina Szulc, Tadeusz Blicharski. 2019. Analysis of genetic parameters of carcass traits and daily gain of native breed pigs raised in Poland. Ann. Anim. Sci. 19(3):595-604. https://doi.org/10.2478/aoas-2019-0018
  • Artur Gurgul, Igor Jasielczuk, Katarzyna Ropka-Molik, Ewelina Semik-Gurgul, Klaudia Pawlina-Tyszko, Tomasz Szmatoła, Magdalena Szyndler-Nędza, Monika Bugno-Poniewierska, Tadeusz Blicharski, Karolina Szulc, Ewa Skrzypczak, Jędrzej Krupiński. A genome-wide detection of selection signatures in conserved and commercial pig breeds maintained in Poland. BMC Genetics, 19: 95. https://doi.org/10.1186/s12863-018-0681-0
  • Artur Gurgul, Igor Jasielczuk, Ewelina Semik-Gurgul, Klaudia Pawlina-Tyszko, Monika Stefaniuk-Szmukier, Tomasz Szmatoła, Grażyna Polak, Iwona Tomczyk-Wrona, Monika Bugno-Poniewierska. 2019. A genome–wide scan for diversifying selection signatures in selected horse breeds. PLOS ONE 14(1):e0210751. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0210751
  • Artur Gurgul, Igor Jasielczuk, Ewelina Semik-Gurgul,Tomasz Szmatoła, Anna Majewska , Ewa Sosin-Bzducha, Monika Bugno-Poniewierska. Diversifying selection signatures among divergently selected subpopulations of Polish Red cattle. J Appl Genet. 60(1):87-95. https://doi.org/10.1007/s13353-019-00484-0

Prezentacje i doniesienia na konferencje

  • Artur Gurgul. The application of population genomics methods for identification of genetic background of functional and production traits. Conference Animal Genetics And Genomics, July 2-4, 2018 Olsztyn, s. 13-14. REFERAT, PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI.
  • Topolski P., Szymik B. Odziedziczalności cech produkcyjnych w objętej programem ochrony zasobów genetycznych populacji krów rasy polskiej czerwonej. XXVI Szkoła Zimowa Hodowców Bydła 2018, s. 180. PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Gurgul A., Jasielczuk I., Ropka-Molik K., Semik-Gurgul E., Pawlina-Tyszko K., Szmatoła T., Szyndler-Nędza M., Bugno-Poniewierska M, Blicharski T., Szulc K., Skrzypczak E. Detection of genomic selection signatures in Polish conserved and commercial pig breeds. WCGALP, ICAR and Interbull 2018 Meeting, Auckland, New Zealand. Plakat.
  • Topolski P., Szymik B. Odziedziczalności cech produkcyjnych w objętej programem ochrony zasobów genetycznych populacji krów rasy polskiej czerwono-białej. LXXXIII Zjazd Naukowy PTZ, Lublin 2018, s. 44. PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Jasielczuk Igor, Gurgul Artur, Szmatoła Tomasz, Radko Anna, Ząbek Tomasz, Bugno-Poniewierska Monika.  Genetic diversity and population structure amongst commercial and native cattle breeds using a whole genome SNP panel.  36th International Society for Animal Genetics Conference. Dublin, 16-21 lipiec 2017. PLAKAT, PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Jasielczuk I., Gurgul A., Szmatoła T., Radko A., Ząbek T., Bugno-Poniewierska M.  Struktura populacji i zróżnicowanie genetyczne komercyjnych i zachowawczych ras bydła na podstawie genomowego panelu markerów SNP.  Zjazd Katedr Jednoimiennych Genetyki i Metod Hodowli Zwierząt. Lublin, 3-5 lipca 2017. REFERAT,  PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Jasielczuk I., A. Gurgul, T. Szmatoła, A. Radko, T. Ząbek, M. Bugno-Poniewierska.  Analiza struktury populacji i zróżnicowania genetycznego komercyjnych i zachowawczych ras bydła na podstawie genomowego panelu markerów SNP.  I Sympozjum: Zdrowe Zwierzę – Bezpieczna Żywność. XI Sympozjum: Genetyczne Fizjologiczne i Środowiskowe Uwarunkowania Rozrodu i Zdrowia Zwierząt oraz Bezpieczeństwa i Jakości Żywności Pochodzenia Zwierzęcego. Wierzba, 11-13 czerwca 2017. REFERAT,  PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Gurgul A., Jasielczuk I., Semik-Gurgul E., Pawlina-Tyszko K., Szmatoła T., Bugno-Poniewierska M. Jaki koń jest nie każdy widzi – genomika populacji polskich ras koni. Badania naukowe w praktyce hodowlanej koni – nowoczesne narzędzia dla hodowców. Balice, 12 grudnia 2017. REFERAT,  PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Grzegorz Smołucha, Agata Piestrzyńska-Kajtoch. Identification of mutations in BMPR1B, BMP-15 and GDF-9 genes in Cakiel podhalański and Wrzosówka sheep breeds. 6th Central European Congress of Life Science, Kraków 11 – 14 September 2017. P64. PLAKAT, PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Szyndler-Nędza M. 2017. Zmiany jakości tusz świń ras rodzimych w czasie realizacji programów ochrony zasobów genetycznych. LXXXII Krajowy Zjazd Naukowy PTZ „Nowoczesna hodowla a dobrostan zwierząt”.  Referat , Materiały konferencyjne, s. 215. REFERAT,  PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Topolski Piotr, Sosin-Bzducha Ewa, Szymik Bartosz. 2017. Analiza fenotypowa cech budowy nóg i racic w populacji krów rasy polskiej czerwonej objętych programem ochrony zasobów genetycznych. LXXXII Krajowy Zjazd Naukowy PTZ „Nowoczesna hodowla a dobrostan zwierząt”. Materiały konferencyjne, s. 83. PLAKAT, PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Gurgul A., Jasielczuk I., Ropka-Molik K., Semik-Gurgul E., Pawlina-Tyszko K., Szmatoła T., Szyndler-Nędza M., Bugno-Poniewierska M, Blicharski T., Szulc K., Skrzypczak E. 2018. Detection of selection signatures in selected pig breeds using extended haplotype homozygosity test. Book of Abstract – 69th Annual Meeting of the European Federation of Animal Science, EAAP, Dubrownik s. 601. PLAKAT, PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Magdalena Szyndler-Nędza, Robert Eckert, Mirosław Tyra, Grzegorz Żak, Karolina Szulc, Tadeusz Blicharski. 2018. Parametry genetyczne cech produkcyjnych świń ras rodzimych objętych programami ochrony zasobów genetycznych. Materiały konferencyjne XI szkoły zimowej „Nowoczesna produkcja świń i stojące przed nią wyzwania”, Ustroń 6-9 lutego 2018, s. 161-163. PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Artur Gurgul, Mirosław Tyra, Grzegorz Smołucha, Robert Eckert. Seminarium naukowo-sprawozdawcze pod tytułem: „Implementacja metod rozwoju i ochrony bioróżnorodności – szansą dla gospodarstw rodzinnych”, 24-25 października 2018, Świlcza. REFERAT.
  • Piórkowska K., Ropka-Molik K., Tyra M., Żukowski K., Gurgul A. 2018, Pituitary transcriptomic changes dependent on feed conversion in pigs.  EAAP 69th Annual Meeting, 27 -31 August , 2018. Dubrovnik, Croatia. Book  of abstract No24, 357. PLAKAT, PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Piórkowska K., Ropka-Molik K., Tyra M., Żukowski K., Gurgul A. 2018, Identification of genes related with carcass fatness in pigs based on RNA-seq results  EAAP 69th Annual Meeting, 27 -31 August , 2018. Dubrovnik, Croatia. Book  of abstract No24, 358. PLAKAT, PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI
  • Magdalena Szyndler-Nędza, Robert Eckert, Mirosław Tyra, Aurelia Mucha, Karolina Szulc, Tadeusz Blicharski. 2019. Współczynniki odziedziczalności dla cech z użytkowości rozpłodowej świń ras rodzimych.  Materiały konferencyjne XII szkoły zimowej ” Chów świń a relacje hodowca – producent – konsument „, Ustroń 12-15 lutego 2019, s. 119 -120. PUBLIKACJA W MATERIAŁACH Z KONFERENCJI